Точим дома без станка

Достаточно часто в моделизме возникает ситуация, когда нужно выточить некоторые детали или элементы модели на токарном станке. Для новичков это становится трудноразрешимой задачей – станок очень часто недоступен, а заказать у токаря не всегда получается. Да и часто просто хочется все сделать самому… Что же делать в такой ситуации?

В данной небольшой статье представлен мой личный опыт, я не претендую на правильность во всем, но все же приведенные методы позволяют решать большинство задач.

С чего начать?

Я начинал выполнять токарные работы с помощью обычной ручной дрели с ручным же приводом (с рукояткой сбоку;-), это было лет 20 назад). Хвостовик дрели зажимал в тисках, в патрон вставлял заготовку (полистирольный или деревянный пруток, иногда алюминий, а также латунь и сталь – но это совсем уж изредка) и обтачивалась до необходимой формы. В дальнейшем я перешел на электродрель, а потом на лабораторную механическую мешалку. У всего этого оборудования есть недостатки. Ручная дрель – все работы ведете только одной, правой (левша-левой), рукой, а левая (правая) при этом хорошо подкачивается (;-)). Обороты заготовки также определяются вашими возможностями, как и длительность «подходов» в работе.

Электродрель – ограничена длина заготовки, максимум до 10 см, и то с трудностями (почему – объясню ниже), механическая мешалка – максимальный зажимаемый диаметр – 7.5 мм, но вал пустотелый, можно спокойно заготовки 20-25 см обрабатывать, а иногда и больше, если задний конец заготовки зафиксировать от биения. Замена патрона не поможет, поскольку 7.5мм – это внутренний диаметр пустотелого вала. Сейчас закончил себе установку из пустотелого вала внутренним диаметром 15мм, установленного на 3-х подшипниках, и патрона с максимальным зажимаемым диаметром 13мм, приводимые во вращение через ременную передачу двигателем-сельсином на 220В с модулем регулировки оборотов. Последнее очень полезно, как и использование сельсина – легко управлять оборотами (от 10 до 2500 на моем двигателе), и изменять направление вращения с помощью одного тумблера. Большим «+» сельсина является то, что он при уменьшении оборотов не теряет мощность. Фото пока предоставить, к сожалению, не могу, все на заводе дорабатывается под стальную плиту-станину. По опыту для обработки дерева и полистирола оптимально 1000-1200 об/мин (если больше, то дерево горит, а полистирол плавится); дюраль, латунь, сталь – 1800-2200. Основное требование к таким приводам (назовем их так) – максимально возможное отсутствие люфтов, как осевых, так и, особенно, поперечных.

Кстати, по поводу станков – не всегда покупные дают лучший результат, особенно если они производства Поднебесной. Пластиковые конструкционные элементы (в особенности станина и каркас, см. рекламу Unimat в М-Хобби) позволяют смело отказаться от покупки такого, жесткость недостаточна. Да и не все сплавы алюминия обеспечивают необходимую жесткость конструкции (особенно, если на производстве экономят с целью удешевления). Неплохие станки производства Германии (те же Proxxon PD230 и PD400) и Чехии, а также вполне нормальные изделия из Поднебесной (есть там такое, и много, но к нам завозят крайне редко) я встречал в продаже по цене от 1500 долларов и выше, что доступно далеко не всем моделистам, даже не новичкам. Покупать на заграничных аукционах и интернет-магазинах тоже не всегда хорошо и удобно – доставка может вылиться в 50 (это еще очень дешево!) и более долларов. Да и доставлять тогда надо не почтой, а перевозчиками типа UPS, DHL, FedEx, а это еще дороже.

Материал

Материалами при домашних токарных работах может быть в принципе что угодно – полистирол, дерево, алюминий и его сплавы, медь, латунь, бронза, стали (причем можно и каленые обрабатывать, что токарник обычно с трудом делает, да и не всякий резец потянет, а алмазные боры и надфиль – вполне нормально). По своему опыту могу сказать, что более твердые (латунь, дюраль, сталь) материалы лучше, так как сложнее допустить ошибку – сточить больше необходимого. Да и соскок инструмента оставляет только легко убираемую царапину. Но и обрабатывать их надо значительно дольше. Для пробы рекомендую брать полистирол – литник от моделей. На нем проще всего «набить руку».
Необходимый инструмент – напильники, надфили (обычные и алмазные), боры зуботехнические (если есть бормашина), боры с алмазным напылением (при обработке металлических заготовок), сверла (найдете советские из Р9, Р12 и Р18 – вам невероятно повезло!), шкурка различной зернистости, войлок, грубая ткань (стеклоткань), для дерева и полистирола – ножи, стамески (с ножами надо работать надо аккуратно – только корневой частью, и только при невозможности работы другим инструментом, а для стамесок необходимо дополнительно сделать опору, как на токарных станках по дереву). Иногда для обработки алюминия, дюрали и латуни использую развертку из быстрорежущей стали и пилки для электролобзика с мелким зубом – удобно снимать достаточно толстый слой материала, ставя их под углом в 45 градусов и прижимая режущей кромкой к заготовке.
При необходимости изготовления длинномерных изделий (заготовки танковых пушек и т.п.) стоит, ИМХО, разбить их на несколько деталей (частей). Например, ствол танковой пушки в теплоизоляционном кожухе с инжектором – часть от дульного среза до инжектора, инжектор, часть от инжектора до башни. При этом стоит продумать соединение частей. Такой подход позволит уменьшить затраты материала и упростит обработку. Аналогично и дульный тормоз – ствол стоит делать отдельно от него, иначе придется снимать много материала – ведь диаметр ДТ в 2 и более раз больше, чем диаметр ствола. А это все вам придется стачивать.

Итак, все необходимое для начала работ описал (вроде, ничего крайне недоступного, кроме механической мешалки стоимостью под 1000 евро, тут нет).

Тогда начнем

Хотя перед началом описания процесса напомню о необходимости соблюдения правил техники безопасности и необходимости средств индивидуальной защиты, особенно при работе с металлами. По крайней мере, как минимум поликарбонатные защитные очки лучше надеть. Также стоит поставить что-нибудь для сбора стружки, например, кошачий туалетный лоток (если животинка не будет против;-)). Оптимальное положение при работе, как это ни странно будет звучать, сидя. Причем, желательно, на удобном стуле. Привод нужно надежно закрепить на столе, оставив рабочее пространство для своих рук. Инструмент аккуратно разложите рядом, чтобы он постоянно был под рукой.
Ну а теперь, собственно, начнем.

1. Выбираем необходимый материал в соответствии с вашими возможностями и требованиями к детали. При использовании электродрели отрезаем заготовку необходимой длины (обычно я беру длину заготовки внутри патрона + до 5 максимум диаметров заготовки, больше можно, но не желательно – чем выше вылет заготовки из патрона, тем больше биение на начальной стадии обработки). При наличии полого вала длина заготовки может быть любой. Желательно, чтобы длина заготовки была на 5-10 мм больше длины конечного изделия. Оптимальный диаметр заготовки – равен или максимум на 1.5-2мм больше максимального диаметра изделия (оптимально на 0.5-1мм больше – допуск на обработку), иначе придется много и долго точить. О том, как можно центровать отверстие на торце заготовки я писал ранее. Старайтесь зажимать заготовку так, что бы за передний конец патрона она выступала максимум на 1 (один) свой диаметр (можно и до 5, пробуйте, но это тяжелее), иначе сложно выполнять центровку и начало обработки, заготовку отклоняет – возникает биение. Если все-же необходимо точить из длинной заготовки (выступает более чем на 10 диаметров, то сделайте жесткую подпорку – на пару-тройку подшипников оденьте отрезки резиновых трубок и жестко закрепите их под заготовкой, причем расстояние между осями подшипников меньше или равно их (подшипников) радиусу, а установлены они в шахматном порядке. Это заменит заднюю бабку токарного станка – даст дополнительную опору.

Можно использовать и больше таких опор, а заготовку чуть смешать для обработки участка в районе опоры. Но и опоры тогда надо будет в процессе работы выставлять по высоте. Но это не сразу, не для первых проб. Кстати, задняя бабка на токарнике не сильно помогает в обработке очень длинных деталей – при обработке примерно на середине длины деталь все равно выгибается, и чем сильнее давит резец, тем больше изгиб. Обрабатываете торец заготовки плоским напильником, затем надфилем. При необходимости центруете и сверлите отверстие – при вращающейся заготовке и зажатом в патроне или плоскогубцах остром правильно заточенном (это главное, иначе ведет сверло, разбивает и уводит отверстие) сверле просверлить отверстие глубиной 12-15 диаметров сверла не проблема, причем в стали и латуни проще, чем в полистироле (!). Не давите сильно на сверло и не старайтесь просверлить отверстие сразу. Лучше начните более тонким сверлом, а затем понемногу увеличивайте диаметр до необходимого. И просверлите вначале на 1-1.5 диаметра сверла, посмотрите центровку. Если все нормально – продолжайте, а если нет – обработайте торец и центруйте снова.

Небольшое смещение (в районе 0.05-0.1мм) не страшно, оно практически не заметно. Чуть большее смещение можно выровнять – сточите на заготовке (если ее диаметр хотя-бы на 1-1.5мм больше изделия) сторону, противоположную смещению отверстия (обработку нужно вести примерно на 1/3 длины окружности, сводя на «НЕТ» спил). При обработке этот спил сточится, отверстие будет по центру круглого изделия. И не пытайтесь, по возможности, сверлить глубокие (более 5 диаметров) отверстия в торце цилиндрических или шестигранных заготовках вращающимся сверлом при неподвижной заготовке – это сделать очень тяжело и обычно сверло сильно уводит. Отверстие в заготовке идет дугой.



2. На этом этапе можно сделать и профильное отверстие – коническое, ступенчатое, со сферическим расширением – используя соответствующие боры, надфили и фрезы при некотором опыте это сделать несложно. Для конического просто сверлите несколько концентрических отверстий, наименьшее имеет наибольшую глубину, а далее чем больше диаметр, тем меньше глубина отверстия. А затем надфилем или коническим бором обрабатываете поверхность, после чего шлифуете шкуркой.

3. Начинаете обрабатывать заготовку от выступающего края. Мысленно или на чертеже (это лучше) разбейте ее на участки длинной 0.8-1.2 диаметра, иногда можно до 2-х начальных диаметров заготовки. Обработку ведете грубыми напильниками, надфилями, борами (фрезами), зажатыми в бормашине (включенной). Напильник и надфиль не держите на одном месте, постоянно совершайте ими возвратно-поступательные движения – так они лучше срезают материал, поверхность заготовки получается чище и ровнее, а сам инструмент меньше забивается. Положение надфиля и напильника в процессе обработки, его угол относительно оси заготовки подберите экспериментально, посмотрите, как при разных положениях идет процесс обработки. Старайтесь вначале грубо, напильником или фрезой, придать заготовке максимальный диаметр на этом участке, а затем и близкую к необходимой форму. Затем надфилями соответствующего сечения обрабатываете заготовку точно.

Тут могу дать одну рекомендацию, если деталь имеет поверхности двойной кривизны, например, дульная и казенная части орудий 18-19 веков, не стремитесь сделать точно по чертежу, больше доверяйте фотографиям. Делайте по принципу «похоже – непохоже», «нравится – не нравится» вместо обычного «соответствует – не соответствует». Чем ближе вы подходите к желаемому профилю изделия, тем слабее давление на инструмент (надфиль и напильник). Бормашину и фрезы на этом этапе лучше не использовать – высока вероятность снять слишком много материала, да и соскок фрезы может сильно повредить изделие. Исправить такое часто невозможно.

На основании собственных наблюдений могу сказать, что нет двух абсолютно одинаковых надфилей и напильников. Все они немного отличаются и по-разному себя ведут. Профиль надфиля для обработки конкретного места нужно подбирать исходя из собственного опыта, дать конкретные рекомендации сложно. Например, треугольным хорошо нарезать тонкие канавки и обрабатывать торец при ступенчатой форме изделия. Прямоугольный надфиль не позволяет так точно обработать кромку «ступеньки».



4. После окончания обработки данного участка выключаете привод и выдвигаете заготовку на длину обрабатываемого участка, опять повторяете обработку. На чертеже (если вы его используете) полезно нанести диаметры на начале и конце обрабатываемого участка, а также ширину и высоту (глубину) выступов (поясов) и проточек, их положение от торца детали. Это позволит ускорить процесс обработки. Положение поясов и проточек хорошо разметить на заготовке (после обработки по максимальному диаметру на данном участке) вначале тонким маркером, а затем проточить ребром треугольного надфиля – так вы их будете видеть в процессе работы и получите возможность ориентироваться по ним.

5. Продолжаете выполнять пункт 3 до конца вашего изделия. Затем тонким надфилем и наждаком убираете следы переходов при обработке, если таковые есть. На данном этапе контролируете конечный вид изделия. Заготовку шлифуете, при необходимости полируете (войлок, стеклоткань (для стали, алюминия, латуни – самое то!), просто грубая ткань, затем войлок или фетр с пастой ГОИ или аналогами).

6. Отрезаете изделие от заготовки ножевидным надфилем или алмазным (вулканитовым) диском бормашины (вот для этого заготовка нужна длиннее, она еще в патроне привода и вращается). Заготовку (уже почти готовое изделие) придерживаете, в конце отрезания работайте аккуратно! По возможности стоит уменьшить обороты привода. Затем изделие по возможности зажимаете в патрон привода и обрабатываете заднюю часть. Это можно сделать и вручную. Если не хотите поцарапать – наденьте на него (изделие) предварительно защиту. Для этого удобно, например, использовать термоусадочный изолятор. По окончании всех работ изолятор аккуратно надрезаете ножом (лезвие смотрит от изделия) и снимаете.

Результат

В результате таких работ вы можете получить вполне конкурентно-способное с производителями афтермаркета изделие (а иногда и лучше – вы ведь в него свою душу вкладываете;),  да еще и по чертежам и фото уточняете, что не часто встречается у производителей афтермаркета (не в обиду для них)). Да и не на все модели есть необходимый афтермаркет.

Вот, вкратце, и все, что хотел рассказать о том, как выполнять токарные работы дома без станка, ну или с импровизированным станком. Возможно кому-то информация будет полезна. Жду комментариев, табуреток и предложений.

P.S. Мозг вынесен полностью на работе, а остаток выкипел (на улице +40 в тени уже недели 2), вот и несу тут всякую чушь;-)…